Presse zur linearen Verdichtung und Verfahren zu deren Betrieb

Abstract

 Zur vereinfachten Reinigung des Oberstempels (6) einer Vertikalpresse (1) ist eine Bürstenwalze (14) an dem Füllkasten (12) der Presse angebaut. Durch programmierbare Lagesteuerungen (17, 22) für die Vertikalbewegung des Oberstempels (6) und einer Formplatte (5) sowie für die Horizontalbewegung des Füllkastens (12) ist sichergestellt, dass die Bürstenwalze (14) die Oberfläche des Oberstempels (6) zur Reinigung oder Benetzung immer in optimalem Abstand überstreicht. Diese Funktion ist auch dann sichergestellt, wenn Oberstempel (6) und Formplatte (5) infolge einer Schräglage der Stempeloberfläche (6) oder einer erforderlichen schiefen Füllung einer Form (5') der Formplatte (5) gleichzeitig komplizierte Bewegungen ausführen müssen.

Beschreibung

[0001] Die Erfindung betrifft eine Presse zur linearen Verdichtung von pulver- oder granulatförmigen Materialien mit mindestens einem Ober- und Unterstempel, einer Formplatte und einem auf der Formplatte verschieblichen Füllkasten, welche in ihrer gegenseitigen Lage steuerbar sind, sowie mit mindestens einem Reinigungselement zur Reinigung und/oder Benetzung der Ober- und/oder Unterstempel.

[0002] Bei der Verpressung von pulver- oder granulatförmigen Materialien zu massgenauen Formteilen werden bekanntlich meist vertikale Pressen verwendet, welche einen bewegten Presstempel, einen Formtisch als Träger der Formmatrize und einen festen oder beweglichen, mit dem Pressengestell verbundenen zweiten Stempel aufweisen. Beim Füllen des Formhohlraumes wird nach dem Entfernen des in der vorangegangenen Pressung hergestellten Form-Produktes mit einem horizontal verschieblichen Füllkasten gefüllt, indem dieser Füllkasten oben über den Formhohlraum geschoben wird, wobei das Füllmaterial in den Formhohlraum fällt. Am Füllkasten ist meistens ein Greifer angebracht, der das oder die bereits vorher gepressten Formteile ergreift und während des neuen Füllvorganges nach vorne aus der Presse herausträgt und auf einen, vor der Presse befindlichen Tisch, auf ein Förderband oder dergleichen ablegt.

[0003] Es ist auch schon bekannt, dem oberen Stempel eine Rolle oder Rotationsbürste zuzuordnen, welche die Aufgabe hat, dort haftende Rest- Teile abzubürsten, welche sich erfahrungsgemäss in störender Weise auf der Stempeloberfläche aufbauen.

[0004] Zur Vermeidung des Klebens von Materialien am Oberstempel ist es auch schon bekannt, bei geöffneter Presse während des Austragens der gepressten Formsteine und des gleichzeitigen Füllens der Form über Düsen Öl oder geeignete Emulsionen auf dessen Oberfläche zu sprühen oder zu zerstäuben. Diese Verfahren haben aufgrund der Eigenschaften der Flüssigkeiten Anlass zu Kritik gegeben, weil dieselben für die Bedienungspersonen der Presse unangenehm sind und ganz allgemein als wenig umweltfreundlich angesehen werden müssen. Ausserdem ist der Verbrauch an Flüssigkeit beim Sprühen oder Zerstäuben zu hoch und zu uneffektiv.

[0005] Bei den bekannten, dem oberen Stempel zugeordneten Rollen oder Rotationsbürsten zur Entfernung dort anhaftender Rest- Teile hat sich das Problem ergeben, dass die zum Reinigen oder Benetzen verwendeten Rollen immer wieder der Stellung des Oberstempels angepasst werden werden müssen, weil die zu den verschiedenen Pressformen passenden Oberstempel unterschiedliche Längen aufweisen. Diese Vorgänge verursachen beim Formen- Wechsel Verlustzeiten. Ausserdem kann es vorkommen, dass die Klebewirkung des eingefüllten Materials so gross wird, dass ein bereits fertiger Formstein am Oberstempel hängenbleibt. Solche Teile können bei der nächsten Pressung in die gefüllte Press-Hohlform gelangen und dort Schäden an der Form oder Fehlpressungen verursachen.

[0006] Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die genannten Nachteile und Probleme zu vermeiden und unabhängig von der Höhe von Press- Formen und Press- stempeln und der Füllhöhe von Form- Hohlräumen die Oberflächen der Press-Stempel optimal zu reinigen.

[0007] Gemäss der Erfindung wird dies bei einer Presse der eingangs genannten Art erreicht durch Reinigungselemente, welche am Füllkasten montiert sind und durch Lagesteuerungen für Füllkasten und mindestens eines der Elemente Oberstempel, Unterstempel und Formplatte, welche derart ausgebildet sind, dass die Reinigungselemente, bei Verschiebungen des Füllkastens, zu reinigende Oberflächen von Ober- und/oder Unterstempel optimal reinigen.

[0008] Ein wesentliches Merkmal der Erfindung besteht darin, dass je ein Wegaufnehmer für Verschiebungen (S1) des Oberstempels, (S2) der Formplatte und (x) des Füllkastens vorgesehen ist, ferner Speichermittel, welche die Sollwerte für die Verschiebungen (S1) des Oberstempels und (S2) der Formplatte als vorgegebene Funktionen der Verschiebung (x) des Füllkastens speichern können, sowie mit den Wegaufnehmern signalverbundene Lagesteuerungen, welche die gegenseitige Lage von Oberstempel, Unterstempel und Formplatte gemäss den vorgegebenen Funktionen der Verschiebung (x) steuern.

[0009] Ein Verfahren für einen vorteilhaften Betrieb der Presse ist dadurch gekennzeichnet, dass die Verschiebung des Füllkastens gleichzeitig zur Füllung einer Form der Formplatte und zur Reinigung der Oberfläche des Oberstempels dient, dass die konstante Funktion (S2(x)) für die Verschiebung der Formplatte vor Beginn des Füllvorganges entsprechend der erforderlichen Füllhöhe der Form bestimmt wird und dass der Anfangswert der Funktion (S1(x)) für die Verschiebung des Oberstempels, entsprechend der bestimmten Konstanten (S2) der Verschiebung der Formplatte, so gewählt und verwendet wird, dass die Oberfläche des Oberstempels von den Reinigungselementen optimal gereinigt wird.

[0010] Ein weiteres Verfahren für einen Betrieb der Presse zeichnet sich dadurch aus, dass die Verschiebung des Füllkastens gleichzeitig zur Füllung einer Form der Formplatte und zur Reinigung der Oberfläche des Oberstempels dient, dass die Funktion (S2(x)) für die Verschiebung der Formplatte entsprechend einer über den Querschnitt der Form variablen Füllhöhe variabel gemacht wird und dass die Funktion (S1(x)) für die Verschiebung des Oberstempels als Summe aus zwei Komponenten (S11(x), S12(x)) gebildet wird, deren erste (S11(x)) eine Schräglage der Oberstempel- Oberfläche und deren zweite (S12(x)) den variablen Verlauf der Funktion (S2(x)) für die Verschiebung der Formplatte im Hinblick auf die optimale Reinigungsfunktion der Reinigungselemente berücksichtigt.

[0011] Die mit der Erfindung erzielten Vorteile bestehen darin, dass die Handhabung der Presse wesentlich vereinfacht wird und vorhandene Pressensteuerungen problemlos zur Steuerung der Reinigungselemente nutzbar gemacht werden können. Damit ist es möglich, ohne zusätzlichen Verstellaufwand die Reinigungselemente immer in der optimalen Lage zu haben. Dies ist auch der Fall, wenn keilförmig gefüllt wird. Die Reinigungsrolle folgt automatisch der schiefgestellten oberen Stempelplatte. Ferner kann in den Produktionszyklen Zeit gewonnen werden, indem die obere Lage des oberen Presskolbens kontrolliert im automatischen Betrieb immer in optimaler Distanz zur Press- Formplatte bleibt und die zu fahrenden Wege nie länger als notwendig werden. Weiterhin kann dadurch, dass das Lagesteuerungssystem ständig eingeschaltet bleibt, verhindert werden, dass der Füllkasten mit seinem Schieber mit dem oberen Stempel kollidiert, weil über den Reinigungselementen vorgeschaltete Sensoren eine Sicherheitfunktion so eingebaut ist, dass bei Kollisionsgefahr die Presse frühzeitig ausgeschaltet wird.

[0012] Die Erfindung ist in der folgenden Beschreibung und den Figuren der Zeichnung näher erläutert. Es zeigen

Figur 1

eine schematische Ansicht einer erfindungsgemässen Presseneinrichtung,

Figur 2

in schematischer Ansicht eine besondere Ausführungsformen eines Reinigungs-Elementes für die Presseneinrichtung gemäss Figur 1 und

Figur 3

in schematischer Ansicht eine weitere Ausführungsform eines kombinierten Reinigungs- und Benetzungs- Elementes für die Presseneinrichtung gemäss Figur 1.

[0013] Wie die Figur 1 zeigt, umfasst die veranschaulichte Presseneinrichtung im wesentlichen eine hydraulisch betätigte Viersäulenpresse 1. Am oberen Ende der vier Säulen 2 ist ein Joch 3 angeordnet, in dem ein auch auf den Säulen 2 geführtes Formträgerelement 4 gelagert ist. Das Formträgerelement 4 besitzt einen innerhalb des Joches 3 angeordneten hydraulischen Antrieb 4' zum absenken. Dem Formträgerelement 4 ist eine am unteren Ende der Säulen 2 befindliche und ebenfalls entlang den Säulen 2 verschiebbare Formplatte 5 zugeordnet, welche ein mit der Formplatte 5 zusammen verschiebliches Formträgerelement aufnehmen kann. Das Formträgerelement ist als Hohlform ausgebildet, in welche ein Oberstempel 6 und ein Unterstempel 7 eingreifen.

[0014] Beim Pressvorgang schliessen, wie in der Figur 1 nicht gezeigt, der Oberstempel 6 und der Unterstempel 7 gemeinsam mit dem Formträgerelement der Formplatte 5 das zu pressende Produkt ein. Die verschiebbare Formplatte 5 wird durch nicht dargestellte Antriebsmittel angehoben und abgesenkt, der Unterstempel 7 ist hingegen nicht verschiebbar. Eine Hohlform 5' des Formträgerelementes in der Formplatte 5 wird mit Pressmaterial gefüllt durch einen Füllkasten 12, welcher auf der Formplatte 5 mittels einer Hydraulik 13 horizontal verschieblich ist und von ausserhalb der Säulen 2 her über die Formplatte 5 als Support das Pressmaterial über die Hohlform 5' des Formträgerelementes schiebt. Das Pressmaterial kann beispielsweise keramischer Sand sein, der zu feuerfesten Steinen verarbeitet werden soll.

[0015] Die Arbeitsweise der Presse entspricht im wesentlichen derjenigen herkömmlicher Pressen, wie sie beispielsweise in der DE-OS 27 41 800 beschrieben ist.

[0016] Am Füllkasten 12 ist auf der dem Oberstempel 6 zugewandten Seite eine Bürstenwalze 14 montiert, welche bei den horizontalen Bewegungen des Füllkastens 12 die nach unten gerichtete Oberfläche des Oberstempels 6 reinigt oder benetzt. Diese horizontalen Verschiebungen werden durch einen am Füllkasten 12 montierten Wegaufnehmer 15 gemessen, welcher dementsprechende elektrische Signale über eine Leitung 16 an eine Lagesteuerung 17 abgibt. In ähnlicher Weise sind an dem Formträgerelement 4 und an der Formplatte 5 je ein weiterer Wegaufnehmer 18 bzw. 19 montiert, welche den vertikalen Verschiebungen dieser Elemente 4 und 5 entsprechende elektrische Signale über Leitungen 20 bzw. 21 an die Lagesteuerung 17 abgeben.

[0017] Die Lagesteuerung 17 steuert eine Hydraulik- Steuerung 22, welche über eine Leitung 23 den Antrieb 4' für den Oberstempel 6 steuert. Ein weiterer hydraulischer Antrieb ist für die Vertikalbewegung der Formplatte 5 vorgesehen aber in der Fig. 1 nicht gezeigt. Dieser weitere hydraulische Antrieb wird über eine auch nicht dargestellte Leitung ebenfalls von der Hydraulik-Steuerung 22 gesteuert.

[0018] Die Funktion der soweit beschriebenen Presse ist dem Fachmann klar. Je nach Art des mit dem Füllkasten 12 in die Hohlform 5' eingefüllten Rohmateriales wird die Formplatte 5 von der Lagesteuerung 17 relativ zum Unterstempel 7 höher oder tiefer positioniert, damit sich aus der Dicke der Füllung das richtige Sollmass des fertigen Pressteines ergibt. Dabei ändert die über den Füllkasten 12 auf der Formplatte 5 gelagerte Bürstenwalze 14 ihren Abstand zum Oberstempel 6. Damit der Oberstempel 6 dennoch optimal gereinigt oder benetzt wird, sind in der Lagesteuerung 17 Speichermittel für dementsprechende Sollpositionen des Oberstempels 6 vorgesehen. Von diesen Speichermitteln her wird über die Hydraulik- Steuerung 22 und den Antrieb 4' der Oberstempel 6 der Bürstenwalze 14 nachgefahren, um deren optimale Relativlage wieder herzustellen.

[0019] Mit den beschriebenen Wegaufnehmern 15, 18, 19, den Steuerungen 17, 22 und den Antrieben 4' und 13 lassen sich auch für kompliziertere Press- Formen und Betriebsarten Sollwerte für Verschiebungen S1 des Oberstempels 6, S2 der Formplatte 5 und x des Füllkastens 12 als vorgegebene Funktionen der Zeit oder der Verschiebung x des Füllkastens speichern und verwenden. Im beschriebenen Ausführungsbeispiel gemäss Fig. 1 wird als Funktion S2(x) für die Verschiebung der Formplatte 5 und für die Funktion S1(x) für die Verschiebung des Oberstempels 6 je eine geeignete Konstante gewählt. Ist hingegen die pressende Oberfläche des Oberstempels 6 gegen die Richtung der Verschiebung des Füllkastens 12 geneigt, so muss man für die Funktion S1(x) eine variable, dieser Neigung angepasste lineare Funktion wählen.

[0020] Bei Änderungen der erforderlichen Füllhöhe der Hohlform 5' um einen Wert c lassen sich in den Speichermitteln der Steuerung 17 nun leicht sowohl die konstante Funktion S2 für die Verschiebung der Formplatte 5 als auch der Anfangswert der Funktion S1(x) für die Verschiebung des Oberstempels 6 ebenfalls um diesen Wert c ändern derart, dass der Abstand zwischen der Unterkante des Oberstempels 6 und der Oberkante der Formplatte 5 seinen optimalen Wert für den Füll- und Reinigungsvorgang nicht ändert.

[0021] Auch für den Fall, dass eine über den Querschnitt der Form 5' variable Füllhöhe erforderlich ist, lässt sich die Funktion S2(x) für die Formplatte 5 in variabler Form dieser Füllhöhe anpassen. Die Funktion S1(x) für den Oberstempel 6 bildet man dann als Summe





aus den zwei Komponenten S11(x) und S12(x). S11(x) wird entsprechend der Schräglage der Oberfläche des Oberstempels 6 angepasst und S12(x) kompensiert den variablen Verlauf der vertikalen Bewegung der Formplatte 5. In diesem Fall werden also der Oberstempel 6 über sein Formträgerelement 4 und die Formplatte 5 mit dem Füllkasten 12 gleichzeitig so bewegt, dass die Bürstenrolle 14 den Oberstempel 6 zur Reinigung oder Benetzung immer optimal berührt.

[0022] In Figur 2 ist ein der Bürstenwalze 14 vorgeschalteter Sensor 25 dargestellt, mit welchem beim der Bewegung für den Füll- und Reinigungsvorgang Hindernisse erkannt werden können. Dabei kann es sich um am Oberstempel 6 irrtümlich hängengebliebene Formteile handeln. Treten solche auf, so wird der Füllvorgang zweckmässig über die Steuerung 17 rechtzeitig abgebrochen, um Schäden zu vermeiden. Die Bürstenwalze 14 ist wie dargestellt, auf einem Gestänge 27 gelagert, welches durch eine Feder 28 in Richtung des Oberstempels gemäss Fig. 1 derart angedrückt wird, dass sich die Lage der Bürstenwalze 14 an die Konturen der Stempeloberfläche selbsttätig anpasst.

[0023] In Figur 3 ist neben der am Füllkasten 12 montierten Bürstenwalze 14 für die Reinigung noch eine zweite Bürstenwalze 14' für eine Benetzung der Oberfläche des Oberstempels 6 gezeigt. Zwischen diesen Bürstenwalzen 14, 14' ist ein Abweisblech 26 für das von der Bürstenwalze 14 entfernte Material montiert.

Ansprüche

1. Presse zur linearen Verdichtung von pulver- oder granulatförmigen Materialien mit mindestens einem Ober- und Unterstempel (6, 7), einer Formplatte (5) und einem auf der Formplatte verschieblichen Füllkasten (12), welche in ihrer gegenseitigen Lage steuerbar sind, sowie mit mindestens einem Reinigungselement (14) zur Reinigung und/oder Benetzung der Oberstempel (6), gekennzeichnet durch Reinigungselemente (14), welche am Füllkasten (12) montiert sind und durch Lagesteuerungen (17, 22) für Füllkasten (12) und mindestens eines der Elemente Oberstempel (6), Unterstempel (7) und Formplatte (5), welche derart ausgebildet sind, dass die Reinigungs- oder Benetzungselemente (14, 14'), bei Verschiebungen des Füllkastens (12), zu reinigende oder zu benetzende Oberflächen der Stempel (6) optimal bearbeiten.

2. Presse nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch je einen Wegaufnehmer (18, 19, 15) für Verschiebungen (S1) des Oberstempels (6), (S2) der Formplatte (5) und (x) des Füllkastens (12), ferner durch Speichermittel, welche die Sollwerte für die Verschiebungen (S1) des Oberstempels (6) und (S2) der Formplatte (5) als vorgegebene Funktionen der Verschiebung (x) des Füllkastens (12) speichern können, sowie durch mit den Wegaufnehmern (18, 19, 15) signalverbundene Lagesteuerungen (17, 22), welche die gegenseitige Lage von Oberstempel (6), Unterstempel (7) und Formplatte (5) gemäss den vorgegebenen Funktionen der Verschiebung (x) steuern.

3. Presse nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch mindestens eine Bürstenwalze (14) als Reinigungselement oder als Benetzungselement, welche am Füllkasten (12), senkrecht zur Oberfläche der Formplatte (5) verschieblich, derart gelagert ist, dass sich ihre Lage an die Konturen der Stempeloberflächen (6) selbsttätig anpasst.

4. Presse nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch mehrere Bürstenwalzen (14, 14'), welche als Reinigungselement oder als Benetzungselement am Füllkasten (12) montiert sind.

5. Presse nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch den Reinigungs- oder Benetzungselementen (14, 14') vorgeschaltete Sensoren (25) zur Hinderniserkennung, beispielsweise zur Erkennung von am Oberstempel (6) irrtümlich hängengebliebenen Formteilen.

6. Presse nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die vorgegebene Funktion (S2(x)) für die Verschiebung der Formplatte (5) eine Konstante ist und dass die Funktion (S1(x)) für die Verschiebung des Oberstempels (6) entsprechend der Stellung der Oberstempel- Oberfläche variabel ist.

7. Verfahren zum Betrieb der Presse nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Verschiebung des Füllkastens (12) gleichzeitig zur Füllung einer Form (5') der Formplatte (5) und zur Reinigung der Oberfläche des Oberstempels (6) dient, dass die konstante Funktion (S2(x)) für die Verschiebung der Formplatte (5) vor Beginn des Füllvorganges entsprechend der erforderlichen Füllhöhe der Form (5') bestimmt wird und dass der Anfangswert der Funktion (S1(x)) für die Verschiebung des Oberstempels (6), entsprechend der bestimmten Konstanten (S2) der Verschiebung der Formplatte (5), so gewählt und verwendet wird, dass die Oberfläche des Oberstempels (6) von den Reinigungselementen (14) optimal gereinigt wird.

8. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass bei Änderungen der erforderlichen Füllhöhe um einen Wert c sowohl die konstante Funktion (S2) für die Verschiebung der Formplatte (5) als auch der Anfangswert der Funktion (S1(x)) für die Verschiebung des Oberstempels (6) um diesen Wert c geändert wird derart, dass der Abstand zwischen der Unterkante des Oberstempels (6) und der Oberkante der Formplatte (5) seinen optimalen Wert nicht ändert.

9. Verfahren zum Betrieb der Presse nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Verschiebung des Füllkastens (12) gleichzeitig zur Füllung einer Form (5') der Formplatte (5) und zur Reinigung der Oberfläche des Oberstempels (6) dient, dass die Funktion (S2(x)) für die Verschiebung der Formplatte (5) entsprechend einer über den Querschnitt der Form (5') variablen Füllhöhe variabel gemacht wird und dass die Funktion (S1(x)) für die Verschiebung des Oberstempels (6) als Summe aus zwei Komponenten (S11(x), S12(x)) gebildet wird, deren erste (S11(x)) eine Schräglage der Oberstempel- Oberfläche (6) und deren zweite (S12(x)) den variablen Verlauf der Funktion (S2(x)) für die Verschiebung der Formplatte (5) im Hinblick auf die optimale Reinigungsfunktion der Reinigungselemente (14) berücksichtigt.

Zeichnung